メモリ用途のための金属酸化物材料の原子層堆積

発明者： , , , ,
出願人/特許権者：
代理人 (1件)：特許業務法人北青山インターナショナル
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願2014-528455
公開番号（公開出願番号）：特表2014-531749
出願日： 2012年08月22日
公開日（公表日）： 2014年11月27日
要約：

本発明の実施形態は概して、ReRAMセルなどの不揮発性メモリデバイス、およびこのようなメモリデバイスを製造する方法に関するものであり、当該方法は、金属酸化物膜スタックを形成するための最適化した原子層堆積(ALD)プロセスを含んでいる。金属酸化物膜スタックは、金属酸化物のホスト層上に配置された金属酸化物のカップリング層を含んでおり、各層は異なる結晶粒組織/サイズを有している。金属酸化物の層間に位置する界面は酸素空孔の移動を促進する。多くの例では、この界面は、電極界面に対して垂直に延びるバルクフィルムにおける結晶とは対照的に、電極界面と平行に延びる多くの結晶粒界を有する、不整列な結晶界面である。その結果、スイッチングの際に空孔を著しく損失することなく、酸素空孔は捕捉され除去される。したがって、金属酸化物膜スタックは、以前のメモリセルにおける従来の酸化ハフニウムベースのスタックと比較して、メモリセルに適用する際のスイッチング性能および信頼性が向上する。【選択図】図1

請求項（抜粋）：

抵抗性スイッチングメモリ要素を製造する方法において: 基板上に配置された下側電極の上に金属酸化物膜スタックを形成するステップを具えており、前記金属酸化物膜スタックは金属酸化物のホスト層上に配置された金属酸化物のカップリング層を具え、前記金属酸化物膜スタックが: 第1のALDプロセスにおいて前記下側電極の上に前記金属酸化物のホスト層を堆積するステップであって、前記金属酸化物のホスト層がMOxの一般化学式を有する結晶性高金属酸化物のホスト材料を実質的に含み、ここでMはハフニウム、ジルコニウム、およびチタニウムからなる群から選択された金属であり、xは約1.65乃至約1.95の範囲内である、堆積ステップと; 第2のALDプロセスにおいて前記金属酸化物のホスト層の上に前記金属酸化物のカップリング層を堆積するステップであって、前記金属酸化物のカップリング層が金属酸化物の薄板であり、MM’yOzの一般化学式を有する非結晶性高金属酸化物のカップリング材料を実質的に含み、ここでMは前記結晶性高金属酸化物のホスト材料について選択されたものと同種の金属であり、M’はアルミニウム、イットリウム、およびランタンからなる群から選択されたドーパント金属であり、yは約0.05乃至約0.50の範囲内であり、zは約1.50乃至約2.50の範囲内である、堆積ステップと、によって形成されることを特徴とする方法。

IPC (7件)：

H01L 27/105 , C23C 16/40 , C23C 16/30 , C23C 16/455 , H01L 21/316 , H01L 45/00 , H01L 49/00

FI (8件)：

H01L27/10 448 , C23C16/40 , C23C16/30 , C23C16/455 , H01L21/316 X , H01L21/316 M , H01L45/00 Z , H01L49/00 Z

Fターム (33件)：

4K030AA11 , 4K030AA14 , 4K030AA16 , 4K030BA02 , 4K030BA10 , 4K030BA42 , 4K030BA46 , 4K030BB03 , 4K030BB05 , 4K030BB12 , 4K030CA04 , 4K030CA12 , 4K030EA03 , 4K030FA10 , 4K030HA01 , 4K030JA01 , 4K030LA15 , 5F058BD01 , 5F058BD02 , 5F058BD04 , 5F058BD05 , 5F058BD06 , 5F058BF02 , 5F058BF07 , 5F058BF27 , 5F058BF29 , 5F058BF37 , 5F058BH01 , 5F083FZ10 , 5F083GA27 , 5F083JA60 , 5F083PR21 , 5F083PR33

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